JP7127428B2 - fuel cell system - Google Patents
fuel cell system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7127428B2 JP7127428B2 JP2018157690A JP2018157690A JP7127428B2 JP 7127428 B2 JP7127428 B2 JP 7127428B2 JP 2018157690 A JP2018157690 A JP 2018157690A JP 2018157690 A JP2018157690 A JP 2018157690A JP 7127428 B2 JP7127428 B2 JP 7127428B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- output
- stack
- performance
- output performance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
- H01M8/04932—Power, energy, capacity or load of the individual fuel cell
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
- H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
- H01M8/04858—Electric variables
- H01M8/04925—Power, energy, capacity or load
- H01M8/0494—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
- H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/10—Vehicle control parameters
- B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
- H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、燃料電池システムに関する。 The present invention relates to fuel cell systems.
燃料電池システムには、互いに並列接続された複数の燃料電池を含む燃料電池ユニットを備えたものが知られている(例えば特許文献1参照)。 A known fuel cell system includes a fuel cell unit including a plurality of fuel cells connected in parallel (see, for example, Patent Document 1).
燃料電池の出力性能は、一般的に使用期間が長いほど低下する。このため、その出力性能に応じて、燃料電池の制御内容を変更する場合があり、燃料電池の出力性能を随時取得することが好ましい。ここで、燃料電池の出力性能は、その燃料電池の出力が大きい場合にその出力に顕著に反映される。このため、燃料電池の出力が大きい場合に、燃料電池の正確な出力性能を取得することができる。しかしながら、燃料電池ユニットへの要求出力によっては、燃料電池の出力も低い状態に維持される場合があり、燃料電池の正確な出力性能を取得できる頻度が低下する場合がある。 The output performance of fuel cells generally deteriorates as the period of use increases. Therefore, the content of control of the fuel cell may be changed according to the output performance, and it is preferable to acquire the output performance of the fuel cell as needed. Here, the output performance of the fuel cell is significantly reflected in the output when the output of the fuel cell is large. Therefore, when the output of the fuel cell is large, the accurate output performance of the fuel cell can be obtained. However, depending on the required output of the fuel cell unit, the output of the fuel cell may also be maintained at a low level, and the frequency of obtaining accurate output performance of the fuel cell may decrease.
そこで、燃料電池の正確な出力性能を取得する頻度を確保した燃料電池システムを提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fuel cell system that ensures the frequency of obtaining accurate output performance of the fuel cell.
上記目的は、互いに並列接続された第1及び第2燃料電池を含む燃料電池ユニットと、前記燃料電池ユニットに反応ガスを供給する供給系と、前記燃料電池ユニットへの要求出力を取得する要求出力取得部と、前記燃料電池ユニットの出力が前記要求出力となるように前記供給系を制御する供給系制御部と、所定条件が成立したか否かを判定する判定部と、前記第1燃料電池の出力性能を取得する性能取得部と、を備え、前記供給系制御部は、前記所定条件が成立したと判定された場合には、前記所定条件が成立していないと判定された場合よりも前記第1燃料電池の出力が増大し且つ前記第2燃料電池の出力が低下するように前記供給系を制御する第1発電制御を実行し、前記性能取得部は、前記第1発電制御の実行中に前記第1燃料電池の出力性能を取得し、前記所定条件は、前記要求出力の増加速度が第1閾値未満であることを含む、燃料電池システムによって達成できる。
The above object includes a fuel cell unit including first and second fuel cells connected in parallel, a supply system for supplying a reaction gas to the fuel cell unit, and a required output for obtaining a required output for the fuel cell unit. an acquisition unit, a supply system control unit that controls the supply system so that the output of the fuel cell unit becomes the required output, a determination unit that determines whether a predetermined condition is satisfied, and the first fuel cell and a performance acquisition unit that acquires the output performance of the supply system control unit, when it is determined that the predetermined condition is satisfied, than when it is determined that the predetermined condition is not satisfied. executing first power generation control for controlling the supply system such that the output of the first fuel cell increases and the output of the second fuel cell decreases, and the performance acquisition unit executes the first power generation control obtaining the power performance of the first fuel cell in the fuel cell system, wherein the predetermined condition includes that the rate of increase of the required power is less than a first threshold .
上記の構成によれば、所定条件が成立した場合に第1燃料電池の出力を増大させ且つ第2燃料電池の出力を低下させて、第1燃料電池の出力性能が取得される。このため、第1燃料電池の正確な出力性能を取得する頻度が確保されている。 According to the above configuration, the output performance of the first fuel cell is obtained by increasing the output of the first fuel cell and decreasing the output of the second fuel cell when the predetermined condition is satisfied. Therefore, the frequency of obtaining accurate output performance of the first fuel cell is ensured.
前記所定条件は、前記燃料電池ユニットにより駆動される走行用のモータを搭載した車両のアクセル開度の増加速度が第2閾値未満であることを含んでもよい。 The predetermined condition may include that a speed of increase in accelerator opening of a vehicle equipped with a motor for running driven by the fuel cell unit is less than a second threshold.
前記所定条件は、前記燃料電池ユニットにより駆動される走行用のモータを搭載した車両のアクセル開度が第3閾値未満であることを含んでもよい。 The predetermined condition may include that an accelerator opening of a vehicle equipped with a running motor driven by the fuel cell unit is less than a third threshold.
前記所定条件は、前記燃料電池ユニットにより駆動される走行用のモータを搭載した車両の走行が予測される予測経路中に所定区間が除外されていることを含み、前記所定区間は、高速道路の入口と、自動車専用道路の入口と、道路の上り勾配が所定値以上の区間及び上り勾配の増大率が所定値以上の区間の少なくとも一方と、を含んでもよい。 The predetermined condition includes that a predetermined section is excluded from the predicted route on which the vehicle equipped with the driving motor driven by the fuel cell unit is predicted to travel, and the predetermined section is an expressway. It may include an entrance, an entrance of a motorway, and at least one of a section where the uphill slope of the road is a predetermined value or more and a section where the rate of increase of the uphill road is a predetermined value or more.
目的地が設定されたナビゲーション装置から前記予測経路を取得する経路取得部を備えていてもよい。 A route acquisition unit that acquires the predicted route from the navigation device in which the destination is set may be provided.
前記車両が過去に走行した経路が記憶された記憶部から前記予測経路を取得する経路取得部を備えていてもよい。 A route acquisition unit that acquires the predicted route from a storage unit that stores routes traveled by the vehicle in the past may be provided.
前記所定条件は、当該燃料電池システムが起動されてから前記第1燃料電池の出力性能が取得されていないこと、当該燃料電池システムの累積運転時間が所定時間を超えたこと、当該燃料電池システムを搭載した車両の走行距離が所定距離を超えたこと、及び、前回の前記第1燃料電池の出力性能が取得されてからの経過時間が所定時間を超えたこと、の少なくとも何れかを含んでもよい。 The predetermined conditions are that the output performance of the first fuel cell has not been acquired since the fuel cell system was started, that the accumulated operating time of the fuel cell system exceeds a predetermined time, and that the fuel cell system is operated. It may include at least one of a mileage of the vehicle equipped with the fuel cell exceeding a predetermined distance, and a predetermined time elapsed since the previous output performance of the first fuel cell was obtained. .
前記所定条件は、前記第1燃料電池の温度が所定範囲内に属することを含んでもよい。 The predetermined condition may include that the temperature of the first fuel cell falls within a predetermined range.
前記性能取得部は、前記第2燃料電池の出力性能を取得し、前記供給系制御部は、前記性能取得部が前記第1燃料電池の出力性能を取得した後に更に前記所定条件が成立したと判定された場合には、前記所定条件が成立していないと判定された場合よりも前記第2燃料電池の出力が増大し且つ前記第1燃料電池の出力が低下するように前記供給系を制御する第2発電制御を実行し、前記性能取得部は、前記第2発電制御の実行中に前記第2燃料電池の出力性能を取得してもよい。 The performance acquisition unit acquires the output performance of the second fuel cell, and the supply system control unit determines that the predetermined condition is satisfied after the performance acquisition unit acquires the output performance of the first fuel cell. If so, the supply system is controlled so that the output of the second fuel cell increases and the output of the first fuel cell decreases compared to when it is determined that the predetermined condition is not met. and the performance acquisition unit may acquire the output performance of the second fuel cell during execution of the second power generation control.
前記第1燃料電池の運転履歴を取得する履歴取得部と、前記第1燃料電池の運転履歴及び出力性能を、当該燃料電池システムの外部に配置された外部記憶装置に送信する送信部と、を備えてもよい。 a history acquisition unit that acquires the operation history of the first fuel cell; and a transmission unit that transmits the operation history and output performance of the first fuel cell to an external storage device arranged outside the fuel cell system. You may prepare.
前記第1及び第2燃料電池の運転履歴を取得する履歴取得部と、前記第1及び第2燃料電池の運転履歴と前記第1及び第2燃料電池の出力性能とを、当該燃料電池システムの外部に配置された外部記憶装置に送信する送信部と、を備えてもよい。 a history acquisition unit for acquiring operation histories of the first and second fuel cells; and a transmission unit for transmitting to an external storage device arranged outside.
燃料電池の正確な出力性能を取得する頻度を確保した燃料電池システムを提供できる。 It is possible to provide a fuel cell system that ensures the frequency of obtaining accurate output performance of the fuel cell.
図1は、燃料電池システムが搭載された車両1と、外部サーバ100とを示した構成図である。車両1に搭載された燃料電池システムには、ECU(Electronic Control Unit)60が搭載されており、詳しくは後述するが、ECU60は、送信ユニット90を介して所定のデータを外部サーバ100に無線送信する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a vehicle 1 equipped with a fuel cell system and an
[燃料電池システムの構成]
図1に示すように、車両1に搭載された燃料電池システムは、燃料電池スタック(以下、単にスタックと称する)20a及び20b、エアコンプレッサ30a及び30b、燃料タンク40、昇圧コンバータ50a及び50b、インバータ52、ECU60、ナビゲーション装置70、及び送信ユニット90等を含む。スタック20a及び20bのそれぞれは、酸化剤ガスと燃料ガスの供給を受けて発電する。スタック20a及び20bは、それぞれ、固体高分子電解質型の単セルを複数積層している。スタック20a及び20bは、同一のスタックであり、定格出力も同じである。スタック20a及び20bは、燃料電池ユニットの一例であり、それぞれ、互いに並列接続された第1及び第2燃料電池の一例でもある。
[Configuration of fuel cell system]
As shown in FIG. 1, a fuel cell system mounted on a vehicle 1 includes fuel cell stacks (hereinafter simply referred to as stacks) 20a and 20b,
エアコンプレッサ30a及び30bは、それぞれ、酸化剤ガスとして酸素を含む空気を、エア配管32a及び32bを介してスタック20a及び20bに供給する。燃料タンク40は、燃料ガスとしての水素ガスを蓄えており、燃料ガスは、燃料タンク40に接続されて途中で分岐した燃料配管42を介してスタック20a及び20bに供給される。詳細には、燃料配管42のスタック20a側に分岐した部分、及び燃料配管42のスタック20b側に分岐した部分のそれぞれには、インジェクタ44a及び44bが設けられており、インジェクタ44a及び44bの駆動が調整されてスタック20a及び20bに供給される燃料ガスの流量が調整される。エアコンプレッサ30a及び30bやインジェクタ44a及び44bは、スタック20a及び20bに反応ガスを供給する供給系の一例である。尚、スタック20a及び20bのそれぞれには、酸化剤オフガス及び燃料オフガスをそれぞれ排出する不図示の配管が接続されている。
スタック20aには冷却水供給管22a及び冷却水排出管24aが接続され、冷却水供給管22aを介して冷却水が供給され、冷却水排出管24aを介して排出される。同様にスタック20bにも冷却水供給管22b及び冷却水排出管24bが接続され、冷却水供給管22bを介して冷却水が供給され、冷却水排出管24bを介して排出される。冷却水供給管22a及び22bと冷却水排出管24a及び24bは、図示を省略しているが、冷却水が循環する循環経路の一部を構成しており、この循環経路上には、冷却水の放熱を促進するラジエータが配置されている。冷却水排出管24aのスタック20a近傍、及び冷却水排出管24bのスタック20b近傍には、それぞれ冷却水の温度を検出する温度センサ26a及び26bが設けられている。
A cooling
昇圧コンバータ51a及び51bは、それぞれ、スタック20a及び20bからの直流電力を調整して、インバータ52に出力する。インバータ52は、昇圧コンバータ51a及び51bから出力される直流電力を三相交流電力に変換してモータ54へ供給する。モータ54は、車輪19を駆動して車両1を走行させる。
Boost converters 51 a and 51 b respectively adjust the DC power from
ECU60は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えている。ECU60は、イグニッションスイッチ11、アクセル開度センサ13、温度センサ26a及び26b、インジェクタ44a及び44b、昇圧コンバータ50a及び50bが電気的に接続されている。ECU60は、イグニッションスイッチ11のオンオフ状態に応じて、車両1に搭載された燃料電池システムを起動又は停止する。ECU60は、アクセル開度センサ13の検出値に基づいて、運転者の操作されるアクセルペダルの開度であるアクセル開度を算出する。ECU60は、温度センサ26a及び26bの検出値をそれぞれスタック20a及び20bの温度に換算して取得する。ECU60は、昇圧コンバータ50a及び50bを制御することにより、昇圧コンバータ50a及び50bのそれぞれからインバータ52に供給される電力を制御する。ECU60には、ナビゲーション装置70が電気的に接続されている。ナビゲーション装置70は、地図データが記憶された記憶装置を内蔵し、車両1の位置情報を取得するGPS(Global Positioning System)受信機を内蔵している。
The
ECU60は、モータ54を駆動するために必要な電力や、エアコンプレッサ30a及び30b等の補機を駆動するために必要な電力に基づいて、スタック20a及び20b全体への要求出力を算出する。モータ54を駆動するために必要な電力は、アクセル開度に応じて算出される。また、ECU60は、スタック20a及び20bの合計出力が要求出力となるように、エアコンプレッサ30a及び30bの回転速度やインジェクタ44a及び44bの開閉を制御する。ECU60は、スタック20a及び20bへ出力が要求出力となるように供給系を制御する供給系制御部を構成する。尚、本明細書で「要求出力」とは、スタック20a及び20bの個別の要求出力ではなく、スタック20a及び20b全体への要求出力、即ち、燃料電池ユニットへの要求出力を意味する。また、本明細書で「出力」とは、スタックの発電により生じる出力電力を意味する。また、ECU60は、詳しくは後述するが、スタック20a及び20bの各出力性能を取得する出力性能取得制御を実行する。出力性能取得制御は、ECU60のCPU、ROM、及びRAMにより機能的に実現される要求出力取得部、供給系制御部、判定部、性能取得部、履歴取得部、及び送信部により実行される。
The
[外部サーバ]
外部サーバ100は、当該燃料電池システムの外部に配置された外部記憶装置の一例である。外部サーバ100は、詳しくは後述するがECU60により送信されたスタック20a及び20bのそれぞれの出力性能及び運転履歴を含むデータを受信し記憶する。
[External server]
The
[スタックの出力性能]
図2は、燃料電池の出力性能の低下に伴うIV曲線の変化を示したグラフである。図2の縦軸は電圧を示し、横軸は電流を示している。図2には、IV曲線iv1及びiv2を示している。IV曲線iv1及びiv2は、それぞれ、燃料電池の出力電圧及び出力電流をプロットして得られた曲線である。上限電流値Imは、予め設定されている、燃料電池の出力電流を制御可能な範囲の上限値である。また、下限電圧値Vmは、予め設定されている、燃料電池の出力電圧を制御可能な範囲の下限値である。
[Stack output performance]
FIG. 2 is a graph showing changes in the IV curve as the output performance of the fuel cell decreases. The vertical axis in FIG. 2 indicates voltage, and the horizontal axis indicates current. FIG. 2 shows IV curves iv1 and iv2. IV curves iv1 and iv2 are curves obtained by plotting the output voltage and output current of the fuel cell, respectively. The upper limit current value Im is a preset upper limit value within a range in which the output current of the fuel cell can be controlled. Also, the lower limit voltage value Vm is a preset lower limit value of the range in which the output voltage of the fuel cell can be controlled.
図2に示すように、一般的に、燃料電池の出力が増大するほど、出力電流は増大し出力電圧は低下する。また、IV曲線iv1は、IV曲線iv2よりも出力性能が高いことを示している。ここで、燃料電池の出力性能が低下するほど、出力電流の増加分に対する出力電圧の低下分が増大する。例えば、図2に示すように、燃料電池の出力電流が上限電流値Imに制御されている場合に、IV曲線iv1及びiv2がそれぞれ示す電圧値V1及びV2の差分は、上限電流値Imより小さい電流値に対応する電圧値の差分よりも大きい。また、例えば図2に示すように、燃料電池の出力電圧が下限電圧値Vmに制御されている場合でのIV曲線iv1及びiv2がそれぞれ示す電流値I1及びI2の差分も、下限電圧値Vmより大きい電圧値に対応する電流値の差分よりも大きい。このように、燃料電池の出力性能は、出力が大きいほどその出力に顕著に反映される。従って、燃料電池の出力性能は、出力が大きい状態でその出力性能を取得することにより、燃料電池の正確な出力性能を取得することができる。本実施例では、ECU60は、所定条件が成立した場合にスタック20a及び20bの一方の出力を増大させ且つ他方の出力を低下させ、出力が増大された一方のスタックの出力性能を取得する出力性能取得制御を実行する。詳しくは以下に述べる。
As shown in FIG. 2, generally, as the output of the fuel cell increases, the output current increases and the output voltage decreases. Also, the IV curve iv1 indicates higher output performance than the IV curve iv2. Here, the lower the output performance of the fuel cell, the greater the decrease in output voltage with respect to the increase in output current. For example, as shown in FIG. 2, when the output current of the fuel cell is controlled to the upper limit current value Im, the difference between the voltage values V1 and V2 indicated by the IV curves iv1 and iv2 is smaller than the upper limit current value Im. It is larger than the difference in voltage value corresponding to the current value. Further, for example, as shown in FIG. 2, the difference between the current values I1 and I2 indicated by the IV curves iv1 and iv2 when the output voltage of the fuel cell is controlled to the lower limit voltage value Vm is also greater than the lower limit voltage value Vm. greater than the difference in current value corresponding to a large voltage value. In this way, the output performance of the fuel cell is reflected more remarkably as the output increases. Therefore, the accurate output performance of the fuel cell can be obtained by obtaining the output performance in a state where the output is large. In this embodiment, the
[出力性能取得制御]
図3は、出力性能取得制御の一例を示したフローチャートである。このフローチャートは、ECU60により一定周期で繰り返し実行される。最初にECU60は、要求出力を取得する(ステップS1)。ECU60は、上述したようにモータ54や補機等の駆動に必要となる電力に基づいて算出した要求出力を取得する。但し、要求出力の大半はモータ54の駆動に必要な電力が占めるため、例えばECU60は、アクセル開度の大きさに基づいて要求出力を算出して取得してもよい。ステップS1の処理は、スタック20a及び20bへの要求出力を取得する要求出力取得部が実行する処理の一例である。
[Output performance acquisition control]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of output performance acquisition control. This flowchart is repeatedly executed by the
次に、燃料電池システムが起動されてからスタック20a及び20bの双方の出力性能が取得済みであるか否かが判定される(ステップS3)。スタック20a及び20bの出力性能が取得済みであるか否かは、後述する出力性能取得フラグを参照することにより判定される。燃料電池システムが起動されているか否かは、イグニッションスイッチ11の状態により把握できる。燃料電池システムが起動されてからスタック20a及び20bの出力性能が取得されていないことは、後述する第1及び第2発電制御を実行するための所定条件の一例である。
Next, it is determined whether or not the output performances of both the
[通常発電制御]
燃料電池システムが起動されてからスタック20a及び20bの双方の出力性能が取得済みである場合(ステップS3でYes)、ECU60はスタック20a及び20bの合計出力が要求出力となるようにスタック20a及び20bの各出力を略同じに制御する通常発電制御を実行する(ステップS21)。具体的には、エアコンプレッサ30a及び30bとインジェクタ44a及び44bとの駆動が調整されて、スタック20a及び20bに供給される燃料ガスの各流量が略同じに制御され、スタック20a及び20bに供給される酸化剤ガスの各流量も略同じに制御される。
[Normal power generation control]
If the output performance of both the
[要求出力判定]
燃料電池システムが起動されてからスタック20a及び20bの少なくとも一方の出力性能が取得済みではない場合(ステップS3でNo)、ECU60は、要求出力が所定値α以上であるか否かを判定する(ステップS5)。所定値αは、予めECU60のROMに記憶されている。所定値αは、後述するステップS13a及び15aやステップS13b及びS15bを実行するために必要となる出力以上の値である。本実施例では、所定値αは、スタック20a及び20bのそれぞれの定格出力よりも大きい値である。要求出力が所定値α未満の場合(ステップS5でNo)、ECU60は通常発電制御を実行する(ステップS21)。
[Request output judgment]
If the output performance of at least one of the
[増加速度判定]
要求出力が所定値α以上の場合(ステップS5でYes)、ECU60は、要求出力の増加速度を取得し(ステップS7)、要求出力の増加速度が第1閾値β未満であるか否かを判定する(ステップS9)。第1閾値βは、予めECU60のROMに定められている。ECU60は、要求出力の増加速度を、例えば以下のようにして取得する。ECU60は、アクセル開度や補機の駆動状態、その他車両1の走行状況等に基づいて要求出力を算出し、算出された実際の要求出力からその単位時間当たりの変化量を更に算出して、この変化量を要求出力の増加速度として取得する。要求出力の増加速度が第1閾値β未満であることは、後述する第1及び第2発電制御を実行するための所定条件の一例である。
[Increase speed judgment]
If the requested output is greater than or equal to the predetermined value α (Yes in step S5), the
要求出力の増加速度が第1閾値β以上の場合(ステップS9でNo)、ECU60は通常発電制御を実行する(ステップS21)。即ち、要求出力の増加速度が第1閾値β以上の場合には、スタック20a及び20bの双方の出力が増大される。ここで、上述したように要求出力には、モータ54のみならずその他の補機の駆動に必要な電力分が含まれるが、要求出力の大半はモータ54の駆動に必要な電力分が占める。従って、要求出力の増加速度が第1閾値β以上となる場合とは、モータ54の駆動に必要な電力量の増加速度が大きい場合であり、例えば運転者のアクセル操作により車両1に急加速が要求されている場合である。このような場合に、スタック20a及び20bの双方の出力を増大させることにより、要求出力に対してスタック20a及び20bの実際の出力に応答遅れが生じることが抑制されている。これにより、ドライバビリティが確保されている。
If the rate of increase in the required output is greater than or equal to the first threshold value β (No in step S9), the
要求出力の増加速度が第1閾値β未満の場合(ステップS9でYes)、ECU60は、スタック20aの出力性能が取得済みであるか否かを判定する(ステップS11)。具体的には、ECU60は、燃料電池システムが起動されてからスタック20aの出力性能が取得された場合にオフからオンに切り換えられるスタック20aの出力性能取得フラグを参照して、本判定を行う。尚、ステップS5、S7、及びS9の順番は上述した場合に限定されない。
When the rate of increase in the required output is less than the first threshold value β (Yes in step S9), the
[第1発電制御]
スタック20aの出力性能が未取得の場合(ステップS11でNo)、ECU60は第1発電制御を実行する(ステップS13a)。第1発電制御の前半では、要求出力が同一条件下で通常発電制御が実行される場合よりもスタック20aの出力が増大され且つスタック20bの出力が低下される。第1発電制御の後半では、第1発電制御の前半で増大させたスタック20aの出力を徐々に低下させ、且つ第1発電制御の前半で低下させたスタック20bの出力を徐々に増大させ、スタック20a及び20bの各出力が通常発電状態での出力に戻るように制御される。これらの出力の制御は、エアコンプレッサ30a及び30bとインジェクタ44a及び44bとの駆動が調整されることにより行われる。具体的には、第1発電制御の前半では、スタック20aに供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの各流量を増大させ、スタック20bに供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの各流量を減少させる。第1発電制御の後半では、スタック20aに供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの各流量を徐々に低下させ、スタック20bに供給される燃料ガス及び酸化剤ガスの各流量を徐々に増大させる。本実施例では、第1発電制御の前半にスタック20aの出力電流が上述した上限電流値Imとなるまでスタック20aの出力が増大され、第1発電制御の後半でスタック20aの出力が元の出力まで戻るように低下される。また、その間のスタック20bの出力は、スタック20a及び20bの合計出力が要求出力となるように増減制御される。
[First generation control]
When the output performance of the
[スタック20aの出力性能取得]
次に、ECU60は、第1発電制御の実行中にスタック20aの出力性能を取得する(ステップS15a)。具体的には、ECU60は、スタック20aの出力電流が上限電流値Imとなった時点でのスタック20aの実際の出力電圧値と、上限電流値Imとを乗算して出力電力を算出する。ECU60は、この出力電力が現時点でのスタック20aの出力性能を示す指標として取得し、具体的にはECU60のRAMに記憶される。上限電流値Imとこれに対応する出力電圧値とが乗算させて算出された出力電圧は、現時点でスタック20aが出力可能な最大出力に相当する。このように、ECU60は、スタック20aの出力が通常発電制御が実行される場合よりも増大している第1発電制御の実行中にスタック20aの出力性能を取得することにより、スタック20aの正確な出力性能を取得することができる。
[Obtaining Output Performance of
Next, the
尚、スタック20aの出力性能が取得された場合には、上述したスタック20aの出力性能取得フラグがオフからオンに切り換えられる。また、前回実行された出力性能取得制御において取得されたスタック20aの出力性能は、今回取得された出力性能に更新されてもよいし、前回取得された出力性能とは別に今回取得された出力性能をECU60のRAMに記憶してもよい。ステップS15aの処理は、スタック20aの出力性能を取得する性能取得部が実行する処理の一例である。
Note that when the output performance of the
また、上述したように要求出力の増加速度が第1閾値β未満の場合に、第1発電制御が実行される。ここで、要求出力の増加速度が第1閾値β未満の場合とは、要求出力の増加速度が第1閾値β以上の場合とは異なり、要求出力に対する実際の出力の高い応答性が要求されない運転状態である。例えば、車両1が平坦であって勾配のない舗装道路を一定速度で走行しているような場合である。このような場合に、スタック20aの出力を増大させ且つスタック20bの出力を低下させることにより、ドライバビリティへの影響を抑制しつつスタック20aの出力性能の取得の頻度が確保されている。
Further, as described above, when the rate of increase in the required output is less than the first threshold value β, the first power generation control is executed. Here, unlike the case where the increase speed of the required output is equal to or higher than the first threshold value β, the case where the required output increase speed is less than the first threshold value β is an operation in which high responsiveness of the actual output to the required output is not required. state. For example, this is the case where the vehicle 1 is traveling at a constant speed on a paved road that is flat and has no slope. In such a case, by increasing the output of the
[スタック20aの累積運転時間取得]
次に、ECU60は、スタック20aの累積運転時間を取得する(ステップS17a)。スタック20aの累積運転時間とは、スタック20aが発電している時間の合計時間である。ここで、ECU60のCPUは、燃料電池システムの起動中において、スタック20aの出力の要求がなされている時間を常時カウントして累積運転時間を算出しており、所定の時間間隔毎に算出された累積運転時間をRAMに更新して記憶している。ECU60のCPUは、スタック20aの出力性能が取得された時点でのスタック20aの累積運転時間をRAMから取得する。ここで、スタック20aの累積運転時間は、スタック20aの出力性能に影響を与える運転履歴の一例である。スタック20aの累積運転時間が長いほど、スタック20aの出力性能は低下しやすいからである。ステップS17aの処理は、スタック20aの運転履歴を取得する履歴取得部が実行する処理の一例である。
[Acquisition of accumulated operating time of
Next, the
[スタック20aのデータ送信]
次に、ECU60は、取得したスタック20aの出力性能及び累積運転時間を含むデータを、外部サーバ100にネットワークを介して無線送信する(ステップS19a)。外部サーバ100は、ECU60により送信された出力性能及び累積運転時間を含むデータを記憶する。これにより、例えば外部サーバ100にアクセスすることにより、最新のスタック20aの出力性能と累積運転時間との関係を把握することができる。ステップS19aの処理は、スタック20aの運転履歴と、スタック20aの出力性能とを、当該燃料電池システムの外部に配置された外部サーバ100に無線送信する送信部が実行する処理の一例である。尚、外部サーバ100の代わりに、外部記憶装置として、ネットワークに接続されたクラウドサーバを用いてもよい。
[Data transmission of
Next, the
[第2発電制御]
スタック20aの出力性能及び累積運転時間を含むデータの外部サーバ100への送信後、ECU60は、再度ステップS1以降の処理を実行する。燃料電池システムの起動後においてECU60がスタック20bの出力性能を取得していない場合には、ステップS3でNoと判定され、ECU60はステップS5以降の処理を実行する。ステップS5、S7、及びS9を経てステップS11でYesと判定されると、ECU60は第2発電制御を実行する(ステップS13b)。第2発電制御においても、第1発電制御と同様に、第2発電制御の前半では、スタック20bの出力が増大され且つスタック20aの出力が低下され、第2発電制御の後半では、スタック20bの出力が徐々に低下され且つスタック20aの出力を徐々に増大させ、最終的にはスタック20a及び20bの各出力が通常発電状態の出力に戻るように制御される。第2発電制御でも、第1発電制御と同様に、第2発電制御の前半にスタック20bの出力電流が上述した上限電流値Imとなるまでスタック20bの出力が増大され、第2発電制御の後半でスタック20bの出力が低下される。また、その間のスタック20aの出力は、スタック20a及び20bの合計出力が要求出力を満たすように、増減制御される。
[Second power generation control]
After transmitting the data including the output performance of the
[スタック20bの出力性能取得]
次に、ECU60は、スタック20bの出力性能を取得する(ステップS15b)。具体的には、スタック20aの出力性能の取得と同様に、スタック20bの出力電流が上限電流値Imになった時点でのスタック20bの実際の出力電圧値と上限電流値Imとが乗算されて算出された出力電力が、ECU60のRAMに記憶される。このように、ECU60は、第2発電制御の実行中にスタック20bの出力性能を取得するため、スタック20bの正確な出力性能を取得できる。尚、燃料電池システムの起動後にスタック20bの出力性能が取得されると、スタック20bの出力性能取得フラグがオフからオンに切り換えられる。ステップS15bの処理は、スタック20bの出力性能を取得する性能取得部が実行する処理の一例である。
[Obtaining Output Performance of
Next, the
[スタック20bの累積運転時間取得]
次に、ECU60は、スタック20bの累積運転時間を取得する(ステップS17b)。具体的には、スタック20bの累積運転時間の取得と同様に、ECU60のCPUは、スタック20bの出力性能が取得された時点でのスタック20bの累積運転時間をRAMから取得する。ステップS17a及びS17bの処理は、スタック20a及び20bの運転履歴を取得する履歴取得部が実行する処理の一例である。
[Acquisition of accumulated operating time of
Next, the
[スタック20bのデータ送信]
次に、ECU60は、取得したスタック20bの出力性能及び累積運転時間を含むデータを、外部サーバ100にネットワークを介して無線送信する(ステップS19b)。これにより、例えば外部端末から外部サーバ100にアクセスすることにより、スタック20bの出力性能と累積運転時間との関係を把握することができる。
[Data transmission of
Next, the
スタック20a及び20bの双方の出力性能と累積運転時間とが外部サーバ100に送信済みの場合には、外部サーバ100にアクセスすることにより、双方の出力性能と累積運転時間との関係を把握できる。ステップS19bの処理は、スタック20bの累積運転時間と、スタック20bの出力性能とを、上述した外部サーバ100に送信する送信部が実行する処理の一例である。また、ステップS19a及びS19bの処理は、スタック20a及び20bの運転履歴と、スタック20a及び20bの出力性能とを、上述した外部サーバ100に送信する送信部が実行する処理の一例である。ステップS19bの後は、通常発電制御(ステップS21)が実行される。また、燃料電池システムの起動後にECU60がスタック20a及び20bの双方の出力性能を取得した後は、ステップS3でYesと判定され、ECU60は通常発電制御を実行する(ステップS21)。
When the output performance and cumulative operating time of both
ECU60は、このように取得したスタック20a及び20bの各出力性能に応じて、スタック20a及び20bのそれぞれの制御が変更できる。例えば、スタック20aの出力性能がスタック20bの出力性能よりも低い場合には、スタック20aの出力の低下分を補うようにスタック20bの出力を増大させてもよい。また、スタック20a及び20bの出力性能を、例えば車内のディスプレイ等に運転者が把握できる態様で表示してもよい。例えば、スタック20a及び20bの出力性能をスタック20a及び20bの合計の最大出力として示してもよいし、出力性能が良好状態か低下状態かを表示してもよい。また、スタック20a及び20bの少なくとも一方の出力性能が著しく低い場合には、LIMランプによりその旨を運転者に通知して修理や交換を促してもよい。また、スタック20a及び20bの出力性能の差が大きい場合には、要求出力がスタック20a及び20bのうち出力性能が高いスタックの最大出力以下の場合に、この出力性能が高いスタックを優先的に使用してもよい。これにより、出力性能の低いスタックの使用頻度を抑制でき、出力性能が低下したスタックの更なる出力性能の低下を抑制できる。
The
ECU60がスタック20a及び20bの出力性能を取得すると、スタック20a及び20bの各出力性能取得フラグはオンに切り換えられるため、ステップS3ではNoと判定される。尚、イグニッションがオフに切り換えられると、ECU60はスタック20a及び20bの各出力性能取得フラグをオフに切り換える。
When the
尚、本実施例と異なり、要求出力の増加速度が第1閾値β以上の場合にも第1又は第2発電制御を実行すると以下のような問題が生じ得る。要求出力の増加速度が第1閾値β以上の場合に例えば第1発電制御を実行しようとすると、スタック20aの出力を急激に増大させる必要がある。しかしながら、実際にはスタック20aの出力を急激に増大させることができずに、要求出力に対してスタック20a及び20bの実際の出力に応答遅れが生じる可能性がある。スタック20aに酸化剤ガスを供給するエアコンプレッサ30aの回転速度を急激に上昇させた場合であっても、酸化剤ガスの抵抗により実際にスタック20aに供給される酸化剤ガスの流量を急激に増大させることは困難だからである。また、急激に酸化剤ガスの流量を増大させたとしても、かえって電解質膜の乾燥が進行して出力性能が一時的に低下する恐れもあるからである。従って、本実施例のように要求出力の増加速度が第1閾値β未満の場合に第1又は第2発電制御が実行されることにより、上述の応答遅れを生じずにスタック20a又は20bの出力性能を取得できる。
It should be noted that unlike the present embodiment, the following problems may occur if the first or second power generation control is executed even when the rate of increase in the required output is equal to or greater than the first threshold value β. If, for example, the first power generation control is to be executed when the rate of increase in the required output is greater than or equal to the first threshold value β, the output of the
本実施例では、燃料電池システムの起動後においてスタック20a及び20bの双方の出力性能が未取得の場合に(ステップS3でNo)、第1及び第2発電制御が実行され得るが、これに限定されない。例えば、燃料電池システムの累積運転時間が所定時間を超えたこと、車両1の走行距離が所定距離を超えたこと、前回のスタック20a及び20bの何れかの出力性能が取得されてからの経過時間が所定時間を超えたこと、の少なくとも何れかを上述した所定条件に含めてもよい。ここで、スタック20a及び20bの一方の出力性能が取得される場合にはその一方の出力が増大されるが、一般的に燃料電池の出力が増大するほどその損失も増大して燃費が低下する。このため、出力性能の取得の頻度の確保と燃費の低下の抑制とを比較考慮して、上述した所定条件を設定することが好ましい。
In this embodiment, when the output performance of both the
本実施例では、燃料電池の運転履歴の一例として、スタック20a及び20bの累積運転時間を説明したがこれに限定されない。例えば、スタック20aの運転履歴は、スタック20aの累積起動回数、累積停止回数、及び外気温が氷点下での累積起動回数の少なくとも一つであってもよい。累積運転時間が長いほど、又は、累積起動回数や累積停止回数が多いほど、スタック20aの出力性能は低下しやすいからである。また、外気温が氷点下での起動回数が多いほど、スタック20aのセル内で凝固した氷が電解質膜の性能に影響を及ぼしやすいからである。このような運転履歴は、各種センサにより取得され、随時ECU60のRAMに記憶することが好ましい。例えば、累積起動回数や累積停止回数は、イグニッションスイッチ11のオン、オフの回数がカウントすることにより算出できる。外気温が氷点下での累積起動回数は、イグニッションスイッチ11のオンとなった場合に外気温センサにより検出された外気温が氷点下を示している場合をカウントすることにより算出できる。
In this embodiment, the accumulated operating time of the
本実施例では、ECU60は、スタック20aの出力性能及び累積運転時間を含むデータとスタック20bの出力性能及び累積運転時間を含むデータとを個別に送信するが、スタック20a及び20bの双方の出力性能の取得後に双方の出力性能及び双方の運連履歴を含むデータを一度に送信してもよい。また、ECU60は、スタック20a及び20bの累積運転時間を随時送信し、スタック20a及び20bの何れかの出力性能が取得した場合にその出力性能を送信してもよい。即ち、データの送信のタイミングについては限定されない。
In this embodiment, the
上記のステップS13a及びS13b、S15a及びS15bでは、ECU60は、スタックの出力電流が上限電流値Imに制御された状態での出力性能を取得したがこれに限定されない。例えば、ECU60は、スタックの出力電圧が上述した下限電圧値Vmに制御された状態での出力電流値と、下限電圧値Vmとを乗算し、これにより得られた出力電力を出力性能として取得してもよい。何れの場合も、ECU60は、スタックの出力が現時点で最大出力となるように制御された状態での出力性能を取得するが、これに限定されない。例えば、ECU60は、スタックの出力電流を、スタックの定格出力の80%程度、好ましくは90%程度が出力されると見込まれる所定の電流値にまで制御して、その所定の電流値とそれに対応した実際の出力電圧値とを乗算して得られた出力電力をスタックの出力性能として取得してもよい。同様に、ECU60は、スタックの出力電圧を、スタックの定格出力の80%程度、好ましくは90%程度が出力されると見込まれる所定の電圧値にまで制御して、その所定の電圧値とそれに対応した実際の出力電流値とを乗算して得られた出力電力をスタックの出力性能として取得してもよい。定格出力の80%程度であれば、スタックの出力性能がその出力に反映され得るからである。従って、上述した所定値αは、スタック20a及び20bの各定格出力の80%以上の値であってもよい。
In steps S13a and S13b and S15a and S15b, the
また、本実施例では、ECU60は、実際の出力電力をスタックの出力性能として取得するが、これに限定されない。例えば、ECU60は、スタックの出力電流が上限電流値Imに制御された状態での出力電圧値を、スタックの出力性能を示す指標として取得してもよい。図2に示したように、上限電流値Imに対応した出力電圧値が高いほど、スタックの出力性能が高いことを示すからである。また、ECU60は、スタックの出力電圧が下限電圧値Vmに制御された状態での出力電流値を、スタックの出力性能を示す指標として取得してもよい。図2に示したように、下限電圧値Vmに対応した出力電流値が高いほど、スタックの出力性能が高いことを示すからである。
Also, in this embodiment, the
次に、図4は、出力性能取得制御が実行された場合のタイミングチャートである。図4には、要求出力の推移と、要求出力の増加速度の推移と、スタック20a及び20bの各出力の推移とが示されている。時刻t0から時刻t1にかけて要求出力が徐々に増加するが、要求出力は所定値α以下であるため(ステップS5でNo)、通常発電制御(ステップS21)が実行される。時刻t1から時刻t2にかけては、要求出力は所定値α以上であるが(ステップS5でYes)、要求出力の増加速度は第1閾値β以上であるため(ステップS9でNo)、通常発電制御(ステップS21)が継続される。従って、時刻t0から時刻t2にかけては、スタック20a及び20bの出力は略同じ速度で増大する。
Next, FIG. 4 is a timing chart when output performance acquisition control is executed. FIG. 4 shows changes in the required output, changes in the rate of increase in the required output, and changes in the outputs of the
時刻t2以降では、要求出力は所定値α以上の状態が継続されつつ(ステップS5でYes)、要求出力の増加速度は第1閾値β未満となる(ステップS9でYes)。このため、時刻t2から時刻t4までは、第1発電制御が実行され(ステップS13a)、時刻t2から時刻t3までは第1発電制御の前半期間として、スタック20aの出力は増加するがスタック20bの出力は低下する。時刻t3において、スタック20aの出力が最大となり、ECU60はスタック20aの出力性能を取得する(ステップS15a)。時刻t3から時刻t4までは第1発電制御の後半期間として、スタック20aの出力が徐々に低下しスタック20bの出力が徐々に増大し、時刻t4でスタック20a及び20bの出力が略同じとなる。
After time t2, the requested output continues to be equal to or greater than the predetermined value α (Yes in step S5), and the rate of increase in the requested output becomes less than the first threshold value β (Yes in step S9). Therefore, the first power generation control is executed from time t2 to time t4 (step S13a), and from time t2 to time t3 is the first half period of the first power generation control. Output is reduced. At time t3, the output of the
時刻t4では、要求出力は所定値α以上であり(ステップS5でYes)、要求出力の増加速度は第1閾値β未満であり(ステップS9でYes)、スタック20aの出力性能は取得済みである(ステップS11でYes)。このため、時刻t4から時刻t6までは第2発電制御が実行され(ステップS13b)、時刻t4から時刻t5までは第2発電制御の前半期間として、スタック20bの出力は増加するがスタック20aの出力は低下する。時刻t5において、スタック20bの出力が最大となり、ECU60はスタック20bの出力性能を取得する(ステップS15b)。時刻t5から時刻t6までは第2発電制御の後半期間として、スタック20bの出力が徐々に低下しスタック20aの出力が徐々に増大し、時刻t6でスタック20a及び20bの出力が略同じとなる。時刻t6以降では、通常発電制御が実行される(ステップS21)。
At time t4, the required output is equal to or greater than the predetermined value α (Yes in step S5), the rate of increase in the required output is less than the first threshold value β (Yes in step S9), and the output performance of the
尚、上記の第1発電制御の後半期間ではスタック20aの出力が最大出力から徐々に低下するが、この期間でスタック20aの出力電流値及び出力電圧値を取得して、これに基づいて出力電流値及び出力電圧値の関係、出力電流値及び出力電力値との関係、出力電圧値及び出力電力値との関係の少なくとも一つをスタック20aの出力性能として取得してもよい。これにより、スタック20aの出力が大きい所定の区間内でのスタック20aの出力性能を取得でき、スタック20aのより詳細な出力性能を把握できる。尚、スタック20aの出力が最大出力まで徐々に増大する第1発電制御の前半期間において、スタック20aの出力電流値及び出力電圧値を取得してスタック20aの出力性能を取得してもよい。しかしながらこの場合、スタック20aの出力が徐々に増大している期間において、酸化剤ガスの流量が徐々に増大することに起因して電解質膜が乾燥し、正確な出力性能が取得できない可能性がある。従って、スタック20aの出力が最大出力から徐々に低下している第1発電制御の後半期間においてスタック20aの出力性能を取得することが好ましい。スタック20bに関しても同様である。
In the second half period of the first power generation control, the output of the
[出力性能取得制御(第1変形例)]
次に、出力性能取得制御の複数の変形例について説明する。尚、上述した出力性能取得制御と同一の処理については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。図5は、第1変形例の出力性能取得制御の一例を示したフローチャートである。第1変形例では、ECU60は、要求出力の増加速度そのものではなく、アクセル開度センサ13に基づいてアクセル開度の増加速度を取得し(ステップS7a)、アクセル開度の増加速度が第2閾値βa未満であるか否かを判定する(ステップS9a)。第2閾値βaは、予めECU60のROMに定められている。アクセル開度の増加速度が第2閾値βa未満であることは、第1及び第2発電制御を実行するための所定条件の一例である。
[Output performance acquisition control (first modification)]
Next, a plurality of modified examples of output performance acquisition control will be described. It should be noted that the same processing as in the output performance acquisition control described above is denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description. FIG. 5 is a flowchart showing an example of output performance acquisition control of the first modified example. In the first modification, the
ECU60は、アクセル開度の増加速度を、例えば以下のようにして取得する。ECU60は、アクセル開度センサ13から所定の時間間隔毎にアクセル開度を取得し、前回取得したアクセル開度と今回取得したアクセル開度との差分をその所定の時間間隔で除算して得られた値を、アクセル開度の増加速度として取得する。このようにして得られた値が負の値の場合にはアクセル開度は減少していることを示し、正の値の場合には、アクセル開度は増大していることを示す。
The
ここで、「アクセル開度」が大きいほどスタック20a及び20bからモータ54に供給すべき電力量が大きいこと、即ち、要求出力が大きいことを示す。従って、アクセル開度の増加速度が大きいほど、要求出力の「増加速度」も大きいことを示す。また、「要求出力」には、上述したように、モータ54のみならずその他の補機をも駆動するために必要な電力分をも含まれるが、一般的に、モータ54を駆動に必要な電力分の方が補機の駆動に必要な電力分よりも大きい。従って、アクセル開度の増加速度は、要求出力の増加速度に相関している。アクセル開度の増加速度が大きい場合とは、車両1に急発進や急加速が要求された場合である。また、アクセル開度の増加速度が小さい場合とは、例えばアクセル開度が一定であり車両1が一定速度で走行している場合である。アクセル開度の増加速度が第2閾値βa未満であることは、第1及び第2発電制御を実行するための所定条件の一例である。
Here, the greater the "accelerator opening", the greater the amount of electric power to be supplied from the
アクセル開度の増加速度は、上述した本実施例のように要求出力の増加速度を取得する場合よりも、早期に取得できる。要求出力の増加速度は、アクセル開度や補機の駆動状態、その他車両1の走行状況等に基づいて要求出力が算出された後に、要求出力の増加速度が算出されるのに対して、アクセル開度の増加速度は、アクセル開度の単位時間当たりの変化のみに基づいて算出されるからである。従って、実際に要求出力の増加速度が大きくなる前に、ステップS9以降の処理を開始でき、それ以降のステップS13a等の処理も早期に開始できる。これにより、短期間で出力性能を取得できる。 The rate of increase of the accelerator opening can be obtained earlier than when the rate of increase of the required output is obtained as in the present embodiment described above. The increase speed of the required output is calculated after the required output is calculated based on the degree of opening of the accelerator, the driving state of the auxiliary equipment, other driving conditions of the vehicle 1, and the like. This is because the rate of increase in the degree of opening is calculated based only on the change in the degree of accelerator opening per unit time. Therefore, the processing after step S9 can be started before the increase speed of the required output actually increases, and the processing after step S13a can be started early. As a result, the output performance can be obtained in a short period of time.
尚、ステップS5、S7a、及びS9aの順番は上述した場合に限定されない。また、ステップS9aと本実施例のステップS9との双方を実行し、双方でYesの場合にステップS11以降の処理を実行してもよい。要求出力の増加速度が大きくなる状態ではないことを精度よく推定できるからである。 The order of steps S5, S7a, and S9a is not limited to the above. Further, both step S9a and step S9 of the present embodiment may be executed, and if both are Yes, the process after step S11 may be executed. This is because it can be accurately estimated that the increase speed of the required output is not increasing.
[出力性能取得制御(第2変形例)]
図6は、第2変形例の出力性能取得制御の一例を示したフローチャートである。第2変形例では、ECU60は、アクセル開度の増加速度ではなくアクセル開度そのものを取得し(ステップS7b)、アクセル開度が第3閾値βb未満であるか否かを判定する(ステップS9b)。アクセル開度が第3閾値βb未満の場合には、第1又は第2発電制御が実行され得るが、アクセル開度が第3閾値βb未満ではない場合には、通常発電制御が実行される。アクセル開度が第3閾値βb未満であることは、第1及び第2発電制御を実行するための所定条件の一例である。
[Output performance acquisition control (second modification)]
FIG. 6 is a flowchart showing an example of output performance acquisition control according to the second modification. In the second modified example, the
アクセル開度が第3閾値βb未満の場合、即ちアクセル開度が小さい場合には、要求出力の増加速度も小さいと推定できる。アクセル開度が小さいとは、アクセルペダルの踏み込み量が小さいことを示し、このような踏み込み量が小さい状態でアクセル開度の増加速度が大きくなるようにアクセルペダルが操作されるとは考えにくいからである。また、アクセル開度が大きい場合には、要求出力自体も大きく、要求出力の増加速度も大きくなりやすいと推定できる。アクセル開度が大きいとは、アクセルペダルの踏み込み量が大きいことを示し、アクセルペダルの踏み込み量が小さい状態から大きい状態に短期間で操作された場合もあると考えられるからである。このように、アクセル開度の増加速度ではなく、アクセル開度そのものを取得することにより、ECU60の処理負荷を低減できる。
When the accelerator opening is less than the third threshold value βb, that is, when the accelerator opening is small, it can be estimated that the increase speed of the required output is also small. A small accelerator opening indicates that the amount of depression of the accelerator pedal is small, and it is difficult to imagine that the accelerator pedal will be operated to increase the rate of increase in the accelerator opening when the amount of depression is small. is. Further, when the accelerator opening is large, the required output itself is large, and it can be estimated that the increase speed of the required output tends to be large. This is because a large accelerator opening indicates that the amount of depression of the accelerator pedal is large, and it is conceivable that the accelerator pedal may be operated from a small amount of depression to a large amount of depression in a short period of time. Thus, the processing load of the
尚、ステップS5、S7b、及びS9bの順番は上述した場合に限定されない。また、ステップS9bと、ステップS9及び9aとの少なくとも一方とを実行し、何れの処理においてもYesの場合にステップS11以降の処理を実行してもよい。 Note that the order of steps S5, S7b, and S9b is not limited to the case described above. Further, step S9b and at least one of steps S9 and 9a may be executed, and if Yes in either process, the process after step S11 may be executed.
[出力性能取得制御(第3変形例)]
図7は、第3変形例の出力性能取得制御の一例を示したフローチャートである。第3変形例では、ECU60は、車両1が現在地から所定期間内、例えば1分以内に走行することが予測される予測経路を取得し(ステップS7c)、予測経路中に所定区間が除外されているか否かを判定する(ステップS9c)。予測経路中に所定区間が除外されている場合には、第1又は第2発電制御が実行され得るが、予測経路中に所定区間が含まれている場合には、通常発電制御が実行される。予測経路中に所定区間が除外されていることは、第1及び第2発電制御を実行するための所定条件の一例である。
[Output performance acquisition control (third modification)]
FIG. 7 is a flowchart showing an example of output performance acquisition control according to the third modification. In the third modification, the
ここで、上記の所定区間は、高速道路の入口と、自動車専用道路の入口と、道路の上り勾配が所定値以上の区間と、道路の上り勾配の増大率が所定値以上となる区間とである。予測経路中にこれらの区間が含まれている場合には、要求出力の増加速度が大きいと推定できる。ここで、高速道路の入口とは、例えばETC(自動料金収受システム)ゲートや料金所である。例えば、予測経路中に高速道路の入口が含まれていた場合には、一般道路からETCゲートに進入する際や、一般道路から料金所で車両1が一時停止して料金が支払われた後にも、車両1が急加速され要求出力の増加速度が大きくなると予測される。一般道路から自動車専用道路に進入する場合にも、同様である。また、道路の上り勾配が所定値以上の区間では、このような急勾配の区間に車両1が進入する際に、要求出力の増加速度が大きくなると予測される。道路の上り勾配の増大率が所定値以上となる区間でも、要求出力の増加速度が大きくなると予想される。 Here, the above-mentioned predetermined sections are the entrance of an expressway, the entrance of a motorway, the section where the upward slope of the road is a predetermined value or more, and the section where the rate of increase of the upward slope of the road is a predetermined value or more. be. If these sections are included in the predicted route, it can be estimated that the increase speed of the required output is high. Here, the expressway entrance is, for example, an ETC (automatic toll collection system) gate or a toll booth. For example, if the predicted route includes an entrance to an expressway, the vehicle 1 will be stopped when entering an ETC gate from a general road, or after the vehicle 1 is temporarily stopped at a toll gate from a general road and the toll is paid. , the vehicle 1 is rapidly accelerated and the increase speed of the required output is predicted to increase. The same is true when entering a motorway from a general road. In addition, in sections where the uphill gradient of the road is equal to or greater than a predetermined value, it is predicted that the increase speed of the required output will increase when the vehicle 1 enters such a steep section. It is expected that the speed of increase in the required output will also increase in sections where the rate of increase in the uphill slope of the road is equal to or greater than a predetermined value.
尚、所定区間には、高速道路の入口と、自動車専用道路の入口と、道路の上り勾配が所定値以上の区間及び道路の上り勾配の増大率が所定値以上となる区間の何れか一方であってもよい。道路の上り勾配が所定値以上の区間では、道路の上り勾配の増大率が所定値以上となる区間を含んでいる場合が多く、また、道路の上り勾配の増大率が所定値以上となる区間では、道路の上り勾配が所定値以上となる区間を含んでいる場合も多いからである。尚、所定区間に、道路の上り勾配が所定値以上の区間及び道路の上り勾配の増大率が所定値以上となる区間の双方を含めることにより、より要求出力の増加速度が大きくなると予想される区間を精度よく推定できる。 The predetermined section includes either the entrance of an expressway, the entrance of a motorway, a section where the upward gradient of the road is equal to or greater than a predetermined value, or a section where the rate of increase of the upward gradient of the road is equal to or greater than a predetermined value. There may be. Sections where the upslope of the road is more than a predetermined value often include sections where the rate of increase in the upslope of the road is more than the predetermined value, and sections where the rate of increase of the upslope of the road is more than the predetermined value. This is because, in many cases, roads include sections where the uphill gradient is equal to or greater than a predetermined value. In addition, it is expected that the increase speed of the required output will be further increased by including both the section where the upslope of the road is a predetermined value or more and the section where the increase rate of the upslope of the road is a predetermined value or more in the predetermined section. Intervals can be estimated with high accuracy.
予測経路は、目的地が設定されたナビゲーション装置70から取得してもよい。ナビゲーション装置70に目的地が設定された場合には、ナビゲーション装置70は、設定された目的地と、GPS受信機により得られた現在地と、記憶された地図データとに基づいて、車両1が走行するのに適した経路を算出するからである。また、ECU60のRAMに、車両1の走行済みの経路を示す走行履歴が記憶されている場合には、予測経路は、このような走行履歴に基づいて取得してもよい。また、車両1の平均車速や走行が予測される経路の制限速度等に基づいて、車両1が現在地から所定期間内に走行することが予測される予測経路を取得してもよい。
The predicted route may be obtained from the
上述したように、車両1が現在地から1分以内に走行することが予測される予測経路が取得される場合を例に説明したが、これに限定されない。予測経路は、例えば、現在地から3分以内であってもよいし、5分以内、7分以内、及び10分以内の何れであってもよい。これらの期間は、第1及び第2発電制御を実行してスタック20a及び20bの各出力性能を取得するのに要する時間を考慮して定めることが好ましい。即ち、スタック20a及び20bの各出力性能を取得するのに時間を要する場合には、この期間が長い方が好ましい。
As described above, the case where the predicted route predicted to travel by the vehicle 1 within one minute from the current location is acquired has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The predicted route may be, for example, within 3 minutes, within 5 minutes, within 7 minutes, or within 10 minutes from the current location. These periods are preferably determined in consideration of the time required to execute the first and second power generation controls and obtain the respective output performances of the
尚、ステップS5、S7c、及びS9cの順番は上述した場合に限定されない。また、ステップS9cと、ステップS9、S9a、及びS9bの少なくとも一つとを実行し、何れの処理においてもYesの場合にステップS11以降の処理を実行してもよい。 Note that the order of steps S5, S7c, and S9c is not limited to the case described above. Further, step S9c and at least one of steps S9, S9a, and S9b may be executed, and if Yes in any of the processes, the processes after step S11 may be executed.
[出力性能取得制御(第4変形例)]
図8は、第4変形例の出力性能取得制御の一例を示したフローチャートである。第4変形例の出力性能取得制御では、上述した本実施例の出力性能取得制御とは異なり、更に、ECU60により機能的に実現される温度取得部及び温度判定部により実現される。スタック20aの出力性能が取得済みではない場合(ステップS11でNo)、ECU60は、温度センサ26aからの出力値に基づいてスタック20aの温度を取得し(ステップS121a)、その温度が所定の温度範囲に属するか否かを判定する(ステップS122a)。所定の温度範囲とは、例えば、50℃から80℃であってもよいし、60℃から70℃であってもよい。
[Output performance acquisition control (fourth modification)]
FIG. 8 is a flowchart showing an example of output performance acquisition control according to the fourth modification. Unlike the output performance acquisition control of the present embodiment described above, the output performance acquisition control of the fourth modification is implemented by a temperature acquisition section and a temperature determination section that are functionally implemented by the
スタック20aの温度が所定の温度範囲に属しない場合(ステップS122aでNo)、ECU60は通常発電制御を実行するが(ステップS21)、ステップS122aでYesの場合には、ECU60は、第1発電制御を実行し(ステップS13a)、スタック20aの出力性能を取得する(ステップS15a)。このため、ECU60は、略一定の温度条件の下でスタック20aの出力性能を取得する。従って、ECU60は、スタック20aの温度変化に起因した出力性能への影響が抑制された条件下でのスタック20aの出力性能を取得する。また、スタック20aの温度が低すぎると、スタック20a内で発生する凝縮水の量が増大してスタック20aの出力性能が一時的に低下する可能性がある。また、スタック20aの温度が高すぎると、スタック20a内が乾燥してスタック20aの出力性能が一時的に低下する可能性がある。このような出力性能が一時的に低下し得る温度条件を除外して、ECU60はスタック20aの出力性能を取得する。以上により、ECU60は、スタック20aの正確な出力性能を取得できる。スタック20aの温度が所定範囲内に属することは、第1発電制御を実行するための所定条件の一例である。
When the temperature of the
スタック20bについても同様に、スタック20aの出力性能が取得済みの場合(ステップS11でYes)、ECU60は、温度センサ26bの出力値に基づいてスタック20bの温度がスタック20bの温度を取得し(ステップS121b)、その温度が所定の温度範囲に属するか否かを判定する(ステップS122b)。尚、ステップS122aの温度範囲とステップS122bの温度範囲とは同じであることが好ましい。ECU60がスタック20a及び20bのそれぞれの出力性能を取得する際の温度条件を略同じにするためである。スタック20bの温度が所定範囲内に属することは、第2発電制御を実行するための所定条件の一例である。
Likewise for the
[燃料電池システムの構成(変形例)]
変形例の燃料電池システムについて説明する。図9は、変形例の燃料電池システムが搭載された車両1aの構成図である。変形例の燃料電池システムでは、本実施例とは異なり、2つのエアコンプレッサ30a及び30bの代わりに単一のエアコンプレッサ30cが設けられている。エアコンプレッサ30cは、エアコンプレッサ30a及び30bの何れよりも大型であり、エアコンプレッサ30a及び30bによる酸化剤ガスの最大流量の合計と略同じ酸化剤ガスの流量をスタック20a及び20bに供給できる。エア配管32cは、一端がエアコンプレッサ30cに接続され、途中で2つに分岐して2つの他端がそれぞれスタック20a及び20bに接続されている。酸化剤ガスは、このエア配管32cを介してエアコンプレッサ30cからスタック20a及び20bに供給される。
[Configuration of fuel cell system (modification)]
A modified fuel cell system will be described. FIG. 9 is a configuration diagram of a vehicle 1a equipped with a modified fuel cell system. In the modified fuel cell system, unlike the present embodiment, a
また、エア配管32cの互いに分岐した2つの分岐部には、それぞれバルブ34a及び34bが設けられている。バルブ34a及び34bの開度はECU60により調整される。バルブ34a及び34bの開度が調整されることにより、スタック20a及び20bのそれぞれに供給される酸化剤ガスの流量が制御される。エアコンプレッサ30c、バルブ34a及び34b、インジェクタ44a及び44bは、スタック20a及び20bに反応ガスを供給する供給系の一例である。
例えば、通常発電制御から第1発電制御に切り換えは、通常発電制御ではバルブ34a及び34bの開度が略同じであった状態から、バルブ34aの開度が増大しバルブ34bの開度が低下した状態に切替えられることにより行われる。即ち、エアコンプレッサ30cの回転速度を変更することなく、バルブ34a及び34bの開度を制御することにより、第1発電制御が実行される。同様に、通常発電制御から第2発電制御に切り換えられる場合も、バルブ34a及び34bの開度を調整することにより行われる。これにより、第1又は第2発電制御を実行するためにエアコンプレッサ30cの回転速度を変更する必要はないため、エアコンプレッサ30cの回転速度の増減に伴う電力消費量の増大が抑制される。
For example, when the normal power generation control is switched to the first power generation control, the opening degrees of the
[その他]
上記実施例及び変形例では、互いに並列接続された2つのスタック20a及び20bを含むが、互いに並列接続された3以上のスタックを含んでもよい。この場合も、要求出力の増加速度が大きい場合には、全てのスタックの出力を略同じとなるように制御し、要求出力の増加速度が小さい場合には少なくとも一つのスタックの出力を増大させ且つ残りのスタックの出力を低下させて、出力を増大させたスタックの出力性能を取得してもよい。これにより、要求出力の増加速度が大きい場合での実際の出力の応答遅れを抑制しつつ、要求出力の増加速度が小さい場合にスタックの出力性能の取得頻度が確保される。
[others]
Although the above embodiments and modifications include two
上記実施例及び変形例でのスタック20a及び20bは、定格出力が同一であるがこれに限定されない。スタック20a及び20bの定格出力が異なっている場合には、通常発電制御では、スタック20aの定格出力に対する出力の割合とスタック20bの定格出力に対する出力の割合とが略同一となるように制御される。第1発電制御では、通常発電状態よりもスタック20aの定格出力に対する出力の割合が増大し且つスタック20bの定格出力に対する出力の割合が低下するように制御してもよい。
The
上記実施例及び変形例では、無線送信により外部サーバ100にスタック20a及び20bの運転履歴及び出力性能を含むデータを送信したが、無線送信に限定されない。例えば、工場での車両1の修理時等において、ECU60に接続されたケーブルを介して車両1の外部に配置されたコンピュータ等の情報処理端末に、スタック20a及び20bの運転履歴及び出力性能を含むデータを送信してもよい。
In the above embodiments and modifications, the data including the operation history and output performance of the
上記実施例及び変形例では、燃料電池システムは車両に搭載されているが、これに限定されない。例えば、据置型の燃料電池システムであってもよい。また、車両には、自動車のみならず、二輪車、鉄道車両や、船舶、航空機等であってもよい。また、車両1は、駆動にモータ54と内燃機関とを併用可能なハイブリット車両であってもよい。
Although the fuel cell system is mounted on the vehicle in the above embodiments and modifications, the present invention is not limited to this. For example, it may be a stationary fuel cell system. Moreover, the vehicle may be not only an automobile but also a two-wheeled vehicle, a railroad vehicle, a ship, an aircraft, or the like. Further, the vehicle 1 may be a hybrid vehicle capable of using both the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.
1、1a 車両
11 イグニッションスイッチ
13 アクセル開度センサ
20a、20b 燃料電池スタック(燃料電池ユニット、第1及び第2燃料電池)
22a、22b 冷却水供給管
24a、24b 冷却水排出管
26a、26b 温度センサ
30a、30b、30c エアコンプレッサ
32a、32b、32c エア配管(供給系)
34a、34b バルブ(供給系)
40 燃料タンク(供給系)
42 燃料配管(供給系)
44a、44b インジェクタ
50a、50b 昇圧コンバータ
52 インバータ
54 モータ
60 ECU(要求出力取得部、供給系制御部、判定部、性能取得部、履歴取得部、送信部)
70 ナビゲーション装置
Reference Signs List 1,
22a, 22b cooling
34a, 34b valve (supply system)
40 fuel tank (supply system)
42 fuel pipe (supply system)
44a, 44b
70 navigation devices
Claims (11)
前記燃料電池ユニットに反応ガスを供給する供給系と、
前記燃料電池ユニットへの要求出力を取得する要求出力取得部と、
前記燃料電池ユニットの出力が前記要求出力となるように前記供給系を制御する供給系制御部と、
所定条件が成立したか否かを判定する判定部と、
前記第1燃料電池の出力性能を取得する性能取得部と、を備え、
前記供給系制御部は、前記所定条件が成立したと判定された場合には、前記所定条件が成立していないと判定された場合よりも前記第1燃料電池の出力が増大し且つ前記第2燃料電池の出力が低下するように前記供給系を制御する第1発電制御を実行し、
前記性能取得部は、前記第1発電制御の実行中に前記第1燃料電池の出力性能を取得し、
前記所定条件は、前記要求出力の増加速度が第1閾値未満であることを含む、燃料電池システム。 a fuel cell unit including first and second fuel cells connected in parallel;
a supply system for supplying reaction gas to the fuel cell unit;
a required output acquisition unit that acquires a required output to the fuel cell unit;
a supply system control unit that controls the supply system so that the output of the fuel cell unit becomes the required output;
a determination unit that determines whether a predetermined condition is satisfied;
a performance acquisition unit that acquires the output performance of the first fuel cell,
When it is determined that the predetermined condition is satisfied, the supply system control unit increases the output of the first fuel cell and increases the output of the second fuel cell more than when it is determined that the predetermined condition is not satisfied. executing a first power generation control that controls the supply system so as to reduce the output of the fuel cell;
The performance acquisition unit acquires the output performance of the first fuel cell during execution of the first power generation control ,
The fuel cell system , wherein the predetermined condition includes that the speed of increase of the required output is less than a first threshold .
前記所定区間は、高速道路の入口と、自動車専用道路の入口と、道路の上り勾配が所定値以上の区間及び上り勾配の増大率が所定値以上の区間の少なくとも一方と、を含む、請求項1乃至3の何れかの燃料電池システム。 The predetermined condition includes that a predetermined section is excluded from a predicted route on which a vehicle equipped with a driving motor driven by the fuel cell unit is predicted to travel,
3. The predetermined section includes an entrance of an expressway, an entrance of a motorway, and at least one of a section having an upward gradient of a road equal to or greater than a predetermined value and a section having an upward gradient increase rate equal to or greater than a predetermined value. 4. The fuel cell system according to any one of 1 to 3 .
前記供給系制御部は、前記性能取得部が前記第1燃料電池の出力性能を取得した後に更に前記所定条件が成立したと判定された場合には、前記所定条件が成立していないと判定された場合よりも前記第2燃料電池の出力が増大し且つ前記第1燃料電池の出力が低下するように前記供給系を制御する第2発電制御を実行し、
前記性能取得部は、前記第2発電制御の実行中に前記第2燃料電池の出力性能を取得する、請求項1乃至8の何れかの燃料電池システム。 The performance acquisition unit acquires the output performance of the second fuel cell,
The supply system control unit determines that the predetermined condition is not satisfied when it is further determined that the predetermined condition is satisfied after the performance obtaining unit obtains the output performance of the first fuel cell. executing a second power generation control for controlling the supply system so that the output of the second fuel cell increases and the output of the first fuel cell decreases more than in the case of
9. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 8 , wherein said performance acquisition unit acquires the output performance of said second fuel cell during execution of said second power generation control.
前記第1燃料電池の運転履歴及び出力性能を、当該燃料電池システムの外部に配置された外部記憶装置に送信する送信部と、を備えた、請求項1乃至9の何れかの燃料電池システム。 a history acquisition unit that acquires an operation history of the first fuel cell;
10. The fuel cell system according to any one of claims 1 to 9 , further comprising a transmission section for transmitting the operating history and output performance of said first fuel cell to an external storage device arranged outside said fuel cell system.
前記第1及び第2燃料電池の運転履歴と前記第1及び第2燃料電池の出力性能とを、当該燃料電池システムの外部に配置された外部記憶装置に送信する送信部と、を備えた、請求項9の燃料電池システム。
a history acquisition unit that acquires operation histories of the first and second fuel cells;
a transmitting unit configured to transmit the operating history of the first and second fuel cells and the output performance of the first and second fuel cells to an external storage device arranged outside the fuel cell system; 10. The fuel cell system of claim 9 .
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018157690A JP7127428B2 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | fuel cell system |
DE102019117737.5A DE102019117737B4 (en) | 2018-08-24 | 2019-07-01 | fuel cell system |
US16/542,994 US10930958B2 (en) | 2018-08-24 | 2019-08-16 | Fuel cell system |
CN201910778915.8A CN110896149B (en) | 2018-08-24 | 2019-08-22 | Fuel cell system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018157690A JP7127428B2 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | fuel cell system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020031525A JP2020031525A (en) | 2020-02-27 |
JP7127428B2 true JP7127428B2 (en) | 2022-08-30 |
Family
ID=69412450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018157690A Active JP7127428B2 (en) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | fuel cell system |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10930958B2 (en) |
JP (1) | JP7127428B2 (en) |
CN (1) | CN110896149B (en) |
DE (1) | DE102019117737B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115991099B (en) * | 2023-03-23 | 2023-06-02 | 成都壹为新能源汽车有限公司 | Fuel cell system power control method and system based on state control |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003243008A (en) | 2002-02-20 | 2003-08-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fuel cell system |
JP2009259408A (en) | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system, its operation control method, and maintenance and management method |
JP2010238476A (en) | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | Fuel battery deterioration determination device |
JP2012119114A (en) | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
JP2014232581A (en) | 2013-05-28 | 2014-12-11 | 株式会社豊田自動織機 | Industrial vehicle, and deterioration diagnosis method of fuel cell in industrial vehicle with fuel cell |
JP2016091625A (en) | 2014-10-30 | 2016-05-23 | スズキ株式会社 | Fuel cell system |
JP2016219227A (en) | 2015-05-20 | 2016-12-22 | スズキ株式会社 | Fuel cell system |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4094265B2 (en) * | 2001-09-25 | 2008-06-04 | 株式会社日立製作所 | Fuel cell power generator and device using the same |
JP2004178877A (en) | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Ebara Ballard Corp | Fuel cell system |
US20060088743A1 (en) | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Gallagher Emerson R | Fuel cell system method and apparatus |
US20080107933A1 (en) | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Gallagher Emerson R | Fuel cell hibernation mode method and apparatus |
JP2008243728A (en) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Toshiba Corp | Power supply circuit device |
CN101527365B (en) * | 2008-03-07 | 2011-06-15 | 扬光绿能股份有限公司 | Fuel cell system |
DE102008022226A1 (en) | 2008-05-06 | 2009-04-16 | Daimler Ag | Motor vehicle, has energy and/or power source i.e. fuel cell, assigned to electric motor for loading of motor with current, where motor is mechanically coupled with wheel of vehicle to drive wheel |
JP2010055974A (en) | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Hitachi Computer Peripherals Co Ltd | Fuel cell system |
JP2012160336A (en) | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Toshiba Corp | Fuel cell system and method of operating the same |
CN102779883B (en) * | 2012-05-30 | 2015-04-08 | 碧辟普瑞太阳能有限公司 | Solar photovoltaic module based on solar cell units |
US10177392B2 (en) * | 2013-10-03 | 2019-01-08 | Hamilton Sundstrand Corporation | Regulation of a fuel cell assembly |
US9455461B2 (en) * | 2014-02-14 | 2016-09-27 | The Boeing Company | System and method for fuel cell degradation management |
DE102014013196A1 (en) | 2014-09-06 | 2016-03-10 | Daimler Ag | Fuel cell stack of several single cells |
EP3200307A4 (en) | 2014-09-26 | 2018-04-25 | Kyocera Corporation | Power supply device, power supply system, and power supply method |
WO2017010069A1 (en) | 2015-07-16 | 2017-01-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Fuel cell system and operating method for same |
JP6579068B2 (en) | 2016-09-16 | 2019-09-25 | トヨタ自動車株式会社 | Fuel cell output performance diagnostic device, fuel cell output performance diagnostic system, fuel cell output performance diagnostic method, and fuel cell output performance diagnostic program |
CN108258268B (en) * | 2018-01-22 | 2020-05-08 | 清华大学 | Control method and device for water fault of fuel cell combined electric pile system |
-
2018
- 2018-08-24 JP JP2018157690A patent/JP7127428B2/en active Active
-
2019
- 2019-07-01 DE DE102019117737.5A patent/DE102019117737B4/en active Active
- 2019-08-16 US US16/542,994 patent/US10930958B2/en active Active
- 2019-08-22 CN CN201910778915.8A patent/CN110896149B/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003243008A (en) | 2002-02-20 | 2003-08-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Fuel cell system |
JP2009259408A (en) | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | Fuel cell system, its operation control method, and maintenance and management method |
JP2010238476A (en) | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyota Motor Corp | Fuel battery deterioration determination device |
JP2012119114A (en) | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Panasonic Corp | Fuel cell system |
JP2014232581A (en) | 2013-05-28 | 2014-12-11 | 株式会社豊田自動織機 | Industrial vehicle, and deterioration diagnosis method of fuel cell in industrial vehicle with fuel cell |
JP2016091625A (en) | 2014-10-30 | 2016-05-23 | スズキ株式会社 | Fuel cell system |
JP2016219227A (en) | 2015-05-20 | 2016-12-22 | スズキ株式会社 | Fuel cell system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10930958B2 (en) | 2021-02-23 |
DE102019117737A1 (en) | 2020-02-27 |
CN110896149B (en) | 2023-06-20 |
DE102019117737B4 (en) | 2023-02-23 |
US20200067118A1 (en) | 2020-02-27 |
JP2020031525A (en) | 2020-02-27 |
CN110896149A (en) | 2020-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10381695B2 (en) | Cooling system for secondary battery | |
CN106458036B (en) | Method for predictably fuel cell operation or high-tension battery | |
JP6436071B2 (en) | Vehicle control device | |
JP6406215B2 (en) | Vehicle control device | |
US10403942B2 (en) | Cooling system for vehicle-mounted secondary battery | |
US10974672B2 (en) | Vehicle and method of controlling vehicle | |
US10106144B2 (en) | Vehicle comprising a vehicle system controller for controlling energy flows within the vehicle | |
US11358481B2 (en) | Energy consumption predicting device and energy consumption predicting method | |
US11345347B2 (en) | Brake control device for vehicle | |
EP2908426A1 (en) | Power generation control device | |
JP5729484B2 (en) | Driving environment prediction device, vehicle control device, and methods thereof | |
US20150061550A1 (en) | Method for electrically regenerating an energy store | |
US20210402976A1 (en) | Method of Controlling Generator for Vehicle | |
US20180111504A1 (en) | Monitoring device of fuel cell, control device of fuel cell, and monitoring method of fuel cell | |
JP2012147554A (en) | Vehicle controller | |
JP2006306231A (en) | Hybrid car | |
US10647212B2 (en) | Output prediction device for fuel cell, output prediction method for fuel cell and fuel cell system | |
KR20120035120A (en) | Energy-efficient controlling of air conditioning system | |
CN107532528B (en) | Control unit for alternator, method for controlling drive of alternator, and power management system for engine vehicle | |
JP2008285125A (en) | Drive source control device | |
JP2003070102A (en) | Controller for hybrid vehicle | |
JP7127428B2 (en) | fuel cell system | |
CN117755299A (en) | Vehicle control method, vehicle, and computer-readable storage medium | |
JP2015073420A (en) | Charge control device for on-vehicle battery | |
JP2018193019A (en) | Vehicle control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210121 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220303 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220719 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220801 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7127428 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |